فناوری کابل های نانوتیوب کربنی
کابل های نانوتیوب کربنی نوید یک انقلاب در کابل کشی!
فناوری کابل های نانوتیوب کربنی: در حالی که فناوری نانو تیوب های کربنی علاقه گسترده ای را برای کاربردهای مختلف از نیمه هادی ها تا پزشکی ایجاد کرده است، از جمله کابل های الکتریکی با کارایی بالا می باشند.
کابل های بافته شده نانو تیوب از با کیفیت ترین مواد مس، آلومینیوم و پلی اتیلن برای عملکرد الکتریکی و مکانیکی عالی ساخته شده اند.
این کابل ها کاربردهای داخلی یا خارجی را با پوشش های بیرونی قوی برای محافظت در برابر سایش و آسیب های محیطی برآورده می کنند.
ما در زم گروپ قصد داریم در این مقاله در رابطه با کابل های نانو تیوب و کاربردهای آنها در این مقاله شرح دهیم.
تا انتهای مقاله با ما همراه باشید.
کاربردهای کابل های نانوتیوب
نانوتیوب‌های کربنی با ویژگی‌های فیزیکی منحصربه‌فرد خود، این پتانسیل را دارند که از فلزات سیم‌کشی الکتریکی که به طور معمول استفاده می‌شوند، بهتر عمل کنند.
هر گونه پیشرفت در این زمینه از فناوری برای صنعت، اقتصاد و محیط زیست اهمیت زیادی خواهد داشت، زیرا نیاز جهانی به انرژی الکتریکی و انتقال و تبدیل کارآمد آن به سرعت افزایش می یابد.
الیاف نانو تیوب های کربنی که مجموعه‌هایی هستند که صرفاً از نانو تیوبهای کربنی ساخته شده‌اند، می‌توانند به طور منحصربه‌فردی در کاربردهای الکتریکی ماکروسکوپی از جمله سیم‌های الکتریکی و دستگاه‌هایی استفاده شوند که در آن عملکرد توسط این رساناها فعال می‌شود.
پوشش کابل های نانو تیوب
کابل های CNT اکنون به طور فعال برای کابل های MIL-STD-1553B و IEEE 1394 جهت کاربردهای هوافضایی با انتقال از نمونه‌های اولیه به تولید در چند سال آینده در حال توسعه هستند.
کابل های اولیه IEEE 1394 از محافظ نانوتیوب استفاده می کنند، در حالی که کابل های MIL -STD-1553B احتمالاً اولین تولید تمام نانوتیوب ساخته خواهند شد.
پوشش های کابلی نانو تیوب اثر محافظتی بالا را با حفظ وزن به طور قابل توجهی ترکیب می کنند.
یک نوار نانو تیوب دو لایه تقریباً همان محافظی را ارائه می دهد که یک نوار مسی در فرکانس های بالا (تقریباً ۵۰ دسی بل در ۴ گیگاهرتز ) اما وزن آن کمتر از ۲ درصد از نواری است که جایگزین می شود.
با این حال، مقاومت بالای پوشش های نانو تیوب به معنای عملکرد ضعیف محافظ زیر ۱۰۰ مگاهرتز و ناتوانی در ایجاد محافظت در برابر برخورد صاعقه است.
برای کابل‌های دو بافته رایج در کاربردهای هوافضا، جایگزینی یکی از بافته‌ها با نانو تیوب به نوار باقی‌مانده اجازه می‌دهد تا نویز و رعد و برق با فرکانس پایین را کنترل کند، در حالی که پوشش نانوتیوب فرکانس‌های بالاتر را کنترل می‌کند.
صرفه جویی در وزن ۲۵ تا ۳۰ درصد برای سازه های پوشش ترکیبی است.
ساختار کابل های نانو تیوب
از آنجایی که پیشرفت در زمینه امکان استفاده از مواد نانو تیوب در کابل ها صورت می گیرد، دو موضوع دیگر نیز شایان ذکر است.
اولین مورد، نحوه به پایان رساندن به کابل های نانو تیوب است.
هادی‌های نانو تیوب با اتصال های موجود سازگار هستند و می‌توانند با تکنیک‌های چین‌دار استاندارد با تنظیمات ابزار و قالب‌های اصلاح‌شده خاتمه پیدا کنند.
آزمایش استحکام مکانیکی چین‌ها نشان می‌دهد که الیاف های نانوتیوب پیش از، از بین رفتن چین‌خوردگی شکست می‌خورند.
پوشش ها را می توان با نوارهای فولادی و سایر تکنیک های فشرده سازی به پوسته های پشتی ختم کرد.
نوارها و الیاف ها نیز با استفاده از آلیاژهای خاص با لحیم کاری سازگار هستند.
مورد دوم حرکت از نمونه های اولیه به تولید است.
الیاف ها، ورق ها و نوارهای نانو تیوب در مقادیر تجاری موجود هستند، اما چالش ها در تولید حجم قطعات طولانی مورد نیاز برای کابل باقی می ماند.
قابلیت‌های تولید تامین‌کنندگان نانوتیوب به سرعت در حال افزایش است، اما امروزه زنجیره تامین معمولاً زمان طولانی دارد.
امروزه بسیاری از کاربردها – مانند نیمه هادی ها یا محفظه های کامپوزیت – از نانو تیوب های اندازه گیری شده در میکرون یا میلی متر استفاده می کنند.
کابل ها مقیاسی کاملاً متفاوت از آن کاربردها را نشان می دهند که به ده ها متر نیاز دارند.
جمع بندی
ساختار یک نانوتیوب کربنی توسط لایه ای از اتم های کربن در یک شبکه شش ضلعی (لانه زنبوری) تشکیل شده است.
این لایه کربن با ضخامت یک اتمی گرافن نامیده می شود و به شکل یک استوانه پیچیده شده و به هم متصل شده و نانوتیوب کربنی تشکیل می دهد.
نانوتیوب ها می‌توانند یک دیواره خارجی کربنی داشته باشند، یا می‌توانند از دیواره‌های متعدد (استوانه ای در داخل استوانه‌های کربن دیگر) ساخته شوند.
نانوتیوب های کربنی دارای طیف وسیعی از خواص الکتریکی، حرارتی و ساختاری هستند که می توانند بر اساس طراحی فیزیکی نانوتیوب تغییر کنند.
خواندن مقالات مشابه:
آخرین دیدگاه‌ها